金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用創(chuàng)新設計ppt課件

第4講 金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用,考點一 銅及其化合物 (頻數： 難度：),1.銅的性質,(1)物理性質：銅是_色金屬，具有良好的_性、 _性和延展性。 (2)化學性質,紫紅,導電,導熱,寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式： _ _,2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3,Cu2Ag=2AgCu2,Cu2Fe3=2Fe2Cu2,2.銅的重要化合物,(1)氧化銅和氧化亞銅,CuO2H=Cu2H2O,Cu2O2H=Cu2CuH2O,Cu(OH)22H=Cu22H2O,1.教材基礎探究,把銅及其化合物的化學式與其顏色連接起來。,2.(RJ必修1·P686改編)銅錢在歷史上曾經是一種廣泛流通的貨幣。從物理性質和化學性質的角度分析，銅常用于制造貨幣的說法正確的是( ),A.銅來源廣泛，易于從自然界冶煉得到 B.銅的化學性質比較穩(wěn)定，不易被腐蝕，銅的熔點比較低，容易冶煉鑄造成型 C.銅的外觀為紫紅色，大方美觀，易于被人們接受 D.銅的化學性質不穩(wěn)定，在空氣中易轉化為銅綠，銅綠具有抗腐蝕能力，易于流通 答案 B,3.(溯源題)(2015·四川理綜，2)下列有關CuSO4溶液的敘述正確的是( ),答案 A 探源：本考題源于LK 必修1 P121“銅的化合物的轉化”及其拓展，對CuSO4溶液的性質進行了考查。,題組一 銅及其化合物的性質應用 1.判斷正誤，正確的打“”，錯誤的打“×”,(1)CuO是黑色固體，與水反應可生成Cu(OH)2( ) (2)Cu2O遇硝酸會被氧化成Cu2( ) (3)Cu2(OH)2CO3是銅銹的主要成分，在干燥的空氣中不易生成( ) (4)過量的銅與濃硝酸反應一定沒有一氧化氮生成( ) (5)利用無水硫酸銅遇水變成藍色這一性質，來檢驗水的存在( ) (6)將鐵片置于CuSO4溶液中，鐵片上有紅色物質析出，說明鐵比銅活潑( ) 答案 (1)× (2) (3) (4)× (5) (6),2.氫化亞銅(CuH)是一種難溶物質，用CuSO4溶液和另一種“反應物”在4050 時反應可生成它。CuH不穩(wěn)定，易分解；CuH在氯氣中能燃燒，跟鹽酸反應能產生氣體。下列有關推斷中錯誤的是( ),A.這里的“另一種反應物”具有還原性 B.CuH可作氧化劑，還原劑 C.CuHCl2=CuClHCl(燃燒) D.CuHHCl=CuClH2(常溫) 解析 C項中Cl2具有強氧化性，產物應為CuCl2和HCl。 答案 C,【反思歸納】 Cu的性質及驗證方案,1價的銅有較強的還原性，易被氧化劑氧化為2價。 1價銅在酸性條件下能發(fā)生歧化反應生成Cu和Cu2，利用這一原理可區(qū)別Cu和Cu2O。向紅色物質中加入稀硫酸，若溶液由無色變成藍色，則該紅色物質為Cu2O，否則為Cu。反應的化學方程式為Cu2OH2SO4=CuSO4CuH2O。,題組二 銅及其化合物的制備工藝 3.CuSO4是一種重要的化工原料，其有關制備途徑及性質如圖所示。下列說法不正確的是( ),A.將CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶可制得膽礬 B.相對于途徑，途徑更好地體現(xiàn)了綠色化學思想 C.CuSO4在1 100 分解所得氣體X可能是SO2和SO3的混合氣體 D.Y可能是葡萄糖,答案 C,4.工業(yè)上用黃銅礦冶煉銅并對爐渣進行綜合利用的一種工藝流程如圖所示：,(1)冶煉過程中得到的Cu2O和Cu的混合物稱為“泡銅”，Cu2O與金屬Al在高溫條件下混合反應可得粗銅，反應的化學方程式為_。粗銅精煉時應將粗銅連接在直流電源的_極，可在_極得到純度較高的精銅。,(3)用煉銅產生的爐渣(含F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制備Fe2O3。根據流程回答下列問題： 加入適量NaClO溶液的目的是_ _(用離子方程式表示)。 除去Al3發(fā)生反應的離子方程式是_ _。 選用提供的試劑，設計實驗驗證爐渣中含有FeO。 提供的試劑有：稀鹽酸、稀硫酸、KSCN溶液、高錳酸鉀溶液、NaOH溶液、碘水。 所選試劑是_。實驗方案：_ _。,【思維建模】 廢銅綜合利用的常見流程框圖模式,考點二 金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用 (頻數： 難度：),1.合金,低,大,常溫下，多數合金是固體，但鈉鉀合金是液體。 合金的物理性質相比于成分金屬有所改變，但合金中各成分金屬的化學性質仍然不變。,2.常見的金屬材料,(1)金屬材料,(2)黑色金屬材料鋼鐵 _是用量最大，用途最廣的合金。,鋼,(3)有色金屬材料銅和鋁,3.金屬礦物開發(fā)利用的方法,(1)金屬在自然界中的存在,青銅,(2)金屬冶煉的一般步驟,(4)金屬冶煉的方法(用化學方程式表示),1.教材基礎知識判斷，正確的打“”，錯誤的打“×”,(1)鋁合金的熔點比純鋁的高( ) (2)合金材料中不可能含有非金屬元素( ) (3)地震災區(qū)重建要使用大量鋼材，鋼材是合金( ) (4)鐵是人類在生產、生活中最早使用的金屬( ) (5)用金屬鈉能置換氯化銅溶液中的銅( ) (6)工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al涉及氧化還原反應( ) (7)電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時，陰極上依次析出Cu、Fe、Al( ) 答案 (1)× (2)× (3) (4)× (5)× (6) (7)×,2.教材拓展知識探究,答案 (1)AlCl3為共價化合物，熔融時不導電，故不能用電解AlCl3的方法冶煉鋁 (2)由于Na的沸點高于850 ，而K的沸點低于850 ，在850 時K形成蒸氣而逸出，使化學反應向正方向進行,3.(溯源題)2013·山東理綜，28(1)由下列物質冶煉相應金屬時采用電解法的是_。,Fe2O3 NaCl Cu2S Al2O3 答案 探源：本考題源于RJ必修2 P88“金屬礦物的開發(fā)利用”，對常見金屬的冶煉方法進行了考查。,題組一 金屬礦物的開發(fā)與利用 1.下列關于金屬冶煉方法的敘述不正確的是( ),解析 一般用電解熔融NaCl的方法來制取鈉，而電解飽和食鹽水得到的是NaOH、H2和Cl2。 答案 D,2.某同學采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考慮其他雜質)制備七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)，設計了如下流程：,下列說法不正確的是( ) A.溶解燒渣選用足量硫酸，試劑X選用鐵粉 B.固體1中一定有SiO2，控制pH是為了使Al3轉化為Al(OH)3進入固體2 C.從溶液2得到FeSO4·7H2O產品的過程中，須控制條件防止其氧化和分解 D.若改變方案，在溶液1中直接加NaOH至過量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液經結晶分離也可得到FeSO4·7H2O,解析 本題以FeSO4·7H2O的制備為背景，考查考生對于物質分離與提純相關知識的理解、掌握及運用。由于最終制備的是硫酸鹽，所以溶解所用的酸應該為硫酸，且要將溶液中的Fe3還原為Fe2，所以試劑X應該為Fe單質，A項正確；加硫酸后SiO2不能溶解，所以固體1中一定含有SiO2，而用NaOH溶液控制pH的目的是使Al3轉化為Al(OH)3沉淀，B項正確；Fe2極易被氧化，而FeSO4·7H2O受熱易分解，故從溶液2得到產品的過程中需要防氧化和防分解，C項正確；改變后的方案中，F(xiàn)e主要以Fe3形式存在，得到的不是FeSO4·7H2O，D項錯誤。 答案 D,【歸納拓展】 金屬活動性順序表的應用,題組二 合金及其含量測定 3.C919大型飛機采用了大量新型材料鋁鋰合金。下列關于鋁鋰合金的說法不正確的是( ),A.鋁鋰合金是鋁與鋰形成的混合物 B.鋁鋰合金的硬度比鋰大 C.鋁鋰合金的熔、沸點比鋁低 D.鋁鋰合金耐酸堿腐蝕 解析 鋁鋰合金中的鋁能與酸和堿反應，鋰能與酸反應，故鋁鋰合金不耐酸堿腐蝕。 答案 D,4.部分氧化的FeCu合金樣品(氧化產物為Fe2O3、CuO)共5.76 g，經如下處理：,下列說法正確的是( ) A.濾液A中的陽離子為Fe2、Fe3、H B.樣品中Fe元素的質量為2.24 g C.樣品中CuO的質量為4.0 g D.V896,解析 生成的濾渣是銅，金屬銅可以和三價鐵反應，所以濾液A中一定不含F(xiàn)e3，故A錯誤；3.2 g固體為三氧化二鐵，其物質的量為3.2 g÷160 g·mol10.02 mol，鐵元素物質的量為0.02 mol×20.04 mol，質量為0.04 mol×56 g·mol12.24 g，故B正確；原來固體為5.76 g，所以CuO質量不超過5.76 g2.24 g3.52 g，故C錯誤；根據濾液A中溶質為過量H2SO4和FeSO4，而鐵元素物質的量為0.04 mol，說明參加反應的硫酸的物質的量為0.04 mol，含氫離子0.08 mol，其中部分氫離子生成氫氣，另外的H和合金中的氧結合成水，由于合金中氧的物質的量為(5.763.22.24) g÷16 g·mol10.02 mol，它結合氫離子0.04 mol，所以硫酸中有0.08 mol0.04 mol0.04 mol H轉化成氫氣，即生成0.02 mol氫氣，標準狀況下體積為448 mL，故D錯誤。 答案 B,【方法總結】 沉淀法測定物質含量,沉淀法測定物質含量是常用的一種方法，采用沉淀法時涉及的基本實驗操作和主要問題有：稱量、溶解(溶解試劑)、沉淀(重點是沉淀試劑的選擇)、過濾、沉淀洗滌、沉淀的干燥、稱量及數據的處理(包括測定結果的誤差分析)。,試題分析,(2016·課標全國，13)下列實驗操作能達到實驗目的的是( ),解題思路：制備氫氧化鐵膠體時應向沸水中滴入飽和氯化鐵溶液；氯化鎂是強酸弱堿鹽，MgCl2溶液水解產生的HCl易揮發(fā)，所以由MgCl2溶液制備無水MgCl2要在HCl氣流中加熱蒸干；銅與稀硝酸反應，應該用稀鹽酸除CuO；分別將少量鈉投入到盛有水和乙醇的燒杯中，反應劇烈的是水，反應平緩的是乙醇，利用此反應比較水和乙醇中氫的活潑性。 正確答案：D,真題演練,1.(20152017高考選項)下列說法正確的是( ),答案 D,2.(20142017高考選項)下列說法正確的是( ),A.氣體通過無水CuSO4粉末變藍，證明原氣體中含有水蒸氣 B.1 mol Cu和足量熱濃硫酸反應可生成NA個SO3分子 C.將鋅粒投入Cu(NO3)2溶液中，反應后固體質量增加 D.除去Cu粉中混合的CuO，可加入稀硝酸溶解，過濾、洗滌、干燥 答案 A,3.2013·重慶理綜，8(1)(2)合金是建造航空母艦的主體材料。,(1)航母升降機可由鋁合金制造。 鋁元素在周期表中的位置為_， 工業(yè)煉鋁的原料由鋁土礦提取而得，提取過程中通入的氣體為_。 Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液處理Al2O3膜，其化學方程式為_。 焊接過程中使用的保護氣為_(填化學式)。 (2)航母艦體材料為合金鋼。 艦體在海水中發(fā)生的電化學腐蝕主要為_。 航母用鋼可由低硅生鐵冶煉而成，則在煉鐵過程中為降低硅含量需加入的物質為_。,解析 本題圍繞金屬材料命題，要根據題目設問的角度，聯(lián)系相關知識解答 (1)Al元素在周期表中的第三周期第A族；提純鋁土礦通入CO2使AlO轉化為Al(OH)3沉淀。Al2O3與NaOH溶液發(fā)生的反應為Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O；保護氣應不能與金屬反應，一般用稀有氣體。(2)金屬在海水中主要發(fā)生吸氧腐蝕；煉鋼過程中為降低Si的含量，常加入CaCO3或CaO，將SiO2轉化為CaSiO3而除去。 答案 (1)第三周期第A族 CO2 Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O Ar(其他合理答案均可) (2)吸氧腐蝕 CaCO3或CaO,